瞬间捕捉的三维照相馆制造技术

本实用新型专利技术涉及一种瞬间捕捉的三维照相馆。它使用多个RGB-Depth相机，通过合理配置，有效覆盖用户的空间范围，瞬间完成捕捉，建立用户的三维网格模型。该照相馆包括躯体捕捉相机组、头部捕捉相机组、防干扰采集间和三维照相软件。三维照相软件控制相机的同步捕捉，其工作流程包括：三维点云数据的生成、三维点云的配准、三维点云的增强处理、三维网格模型的重建。在满足预期精度的前提下，该三维照相馆能够瞬间捕捉用户，快速地完成用户三维数据的采集，建立用户的三维网格模型。

【技术实现步骤摘要】
瞬间捕捉的三维照相馆
本技术涉及一种三维照相(肖像)馆，尤其是能瞬间完成三维数据的捕捉，进而建立用户逼真三维模型的三维照相馆。
技术介绍
影像行业的发展经历了 2D平面到3D立体的革命，它反映了千百年来人类真实再现和体验三维物理世界的理想。它的重要意义在于能够将实物(人类)的立体信息转换为计算机能直接处理的数字信号，为实物数字化提供了相当方便快捷的手段。在虚拟世界中，建立用户个性化的三维化身模型，进行珍贵时刻的留念。这正演绎了时下科技界最热议的三维照相技术。近年来，三维照相的捕捉方法迅猛发展。根据捕捉设备，可分为三维扫描仪、多目相机等方法。三维扫描仪方法的优点在于结果模型的精确性比较高，但扫描过程过长；多目相机方法速度得到提升，但依旧需要约30秒左右的时间。它们共同的缺点在于捕获时间时间长，是大众用户不能承受的高科技消费。理想的照相馆是在瞬间完成捕捉的，现有的三维照相馆不能迅速的完成三维数据的捕捉，这严重制约了三维照相技术的推广。
技术实现思路
为了满足三维照相馆瞬间采集用户三维数据的需要，本技术提供一种新型的三维照相馆系统。该系统使用新型的RGB-Depth相机，构建高速度的三维照相(肖像)馆，具有当前最快速度，瞬间(小于I秒)捕获，进而建立用户的三维网格模型。本瞬间捕捉的三维照相馆，包括相机、封闭采集间，建立采集用户的三维网格，其中，相机分为躯体捕捉相机组和头部捕捉相机组，封闭采集间中心设有一个升降台，供被采集人员站立；躯体捕捉相机组为多层分布，头部捕捉相机组设置于躯体捕捉相机组顶层分布点的上部；躯体捕捉相机组及头部捕捉相机组各层分布点可以为4个、3个或者2个，每层分布点都以升降台中心立柱为中心在360度角内平均分布在升降台周围，每层分布点各点与中心立柱的垂直距离相等；头部捕捉相机组分布点距离中心立柱的垂直距离小于躯体捕捉相机组各层分布点距离中心立柱的垂直距离。所述相机可以为RGB-Depth相机(如Primesense的Carmine 1.09相机)。通过分析相机的参数，提出一种多目相机的配置模型。RGB-Depth相机可同时捕捉注册在一起的RGB和depth图像,进而建立相应附有颜色的三维点云。Carmine相机的RGB分辨率为640x480，depth图像的分辨率为640x480。Carmine相机的视角范围:水平45度，垂直57.5度；其探测距离为0.35m-l.4m。相机在I米处深度误差为2.85毫米，误差计算的基本公式为e=2.85xl0-6d2 (d为相机到捕捉对象的距离)。本专利提出的多目相机配置模型综合考虑了相机的视角范围、误差精度等参数，保证多目相机的视角并集能有效覆盖用户，满足预期的捕获精度。对于配置好的多目相机，通过控制程序，多目相机同时捕捉用户，快速建立相应的三维数据，实现三维照相馆的瞬间捕捉。具体而言，瞬间捕捉的三维照相馆包括以下三个部分:I)躯体捕捉相机组:对于躯体部分，当前三维照相的理想误差为5mm。由于捕捉对象(用户)外形的自遮挡，需要从多个角度进行捕捉。显而易见，为了有效地覆盖捕获对象，至少需要从三个视角进行捕捉。通过分析与测试，本专利建议使用4组相机，构成一个正方形，从4个视角进行捕捉。每组相机上下配置两个，距离捕捉对象约1.lm，水平放置，分别位于0.6和1.6的高度上。2)头部捕捉相机组:对于头部，当前三维照相的理想误差为1mm。因为精度误差要求更低，所以相机距离头部的距离更近。本专利建议相机与头部的距离约0.6m，4个相机位于小正方形的角上，同时捕捉用户的头部。3)防干扰采集间:为了有效降低采集环境对数据捕捉的干扰，需要建立房间式的封闭采集间，用户在此采集间内完成三维数据的瞬间捕捉。4)三维照相软件:该软件控制各相机的同时捕捉，建立相应的三维点云数据，完成三维点云数据的配准，通过表面重建算法，重建出用户的三维网格模型。本技术的有益效果是，提出新型的三维照相馆。在满足预期精度的前提下，该三维照相馆能够瞬间捕捉用户，快速地完成用户三维数据的采集，建立用户的三维网格模型。【附图说明】图1是本技术的实施实例的配置图，图2是本技术的三维照相软件的流程图。【具体实施方式】在图1中，对于瞬间捕捉的三维照相馆，给出了一个能够有效覆盖用户、捕捉数据的配置实例。在该配置实例中，使用了 12个Carmine相机。8个用来捕捉躯体:两个为一组，上下分布，高度分别为0.6米和1.64米，每组间夹角90度，形成一个正方形，边长1.7米，对角线长度2.4米；4个用来捕捉头部:高度为1.95米，位于一个小正方形的角上，正方形边长0.9米，对角线长度为1.27米。需要指出的是，为了满足用户的头部位于捕捉头部的相机高度，用户是站立于一个可调节的升降台上的。通过升降台高度的调节，捕捉头部的相机能够有效捕捉到用户的头部信息。图2说明了三维照相软件的流程，具体包括:三维点云数据的生成、三维点云的配准、三维点云的增强处理、三维网格模型的重建。I)三维点云数据的生成是指:对于每个相机，程序控制它们同时捕捉用户的RGB和D印th图像，进而，根据D印th图像所提供的深度值，生成附带颜色的三维点云；2)三维点云的配准是指:对于每个相机生成的点云数据，计算出统一坐标系下的位置，从而完成各局部点云数据的配准，在计算机世界中再现用户的全部三维数据；3)三维点云的增强处理是指:通过去除外点操作，删除掉不用目标用户的三维数据(如背景外点)，并通过双边滤波等方法，降低三维点云的噪声，增强三维数据的质量；4)三维网格模型的重建是指:通过表面重建算法(如泊松表面重建算法)，重建出用户的三维网格模型，并利用三维点云的颜色信息，完成三维网格模型的着色。通过上述步骤，就能够重建出再现用户的三维网格模型，完成三维照相的目标。本文档来自技高网...

【技术保护点】
瞬间捕捉的三维照相馆，包括相机、封闭采集间，建立采集用户的三维网格，其特征在于，相机分为躯体捕捉相机组和头部捕捉相机组，封闭采集间中心设有一个升降台，供被采集人员站立；躯体捕捉相机组为多层点分布，头部捕捉相机组设置于躯体捕捉相机组顶层分布点的上部；躯体捕捉相机组及头部捕捉相机组各层分布点可以为4个、3个或者2个，每层分布点都以升降台中心立柱为中心在360度角内平均分布在升降台周围，每层分布点各点与中心立柱的垂直距离相等；头部捕捉相机组。

【技术特征摘要】
1.瞬间捕捉的三维照相馆，包括相机、封闭采集间，建立采集用户的三维网格，其特征在于，相机分为躯体捕捉相机组和头部捕捉相机组，封闭采集间中心设有一个升降台，供被采集人员站立；躯体捕捉相机组为多层点分布，头部捕捉相机组设置于躯体捕捉相机组顶层分布点的上部；躯体捕捉相机组及头...

【专利技术属性】
技术研发人员：程志全，林帅，陈寅，李方召，
申请(专利权)人：湖南化身科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43